【一線講述】

　　引漢濟渭工程先期通水背後的故事——

　　攻堅克難 引得一泓清流潤秦川

　　編者按

　　近日，曆經十餘(yu) 年建設，國家重大水利工程——引漢濟渭工程成功實現先期通水。從(cong) 長江最大支流漢江引來的汩汩清水，穿過近百公裏的秦嶺隧洞後，最終補給黃河最大支流渭河，長江、黃河兩(liang) 大母親(qin) 河由此在三秦大地成功“牽手”。

　　在工程建設中，廣大科技工作者攻堅克難、銳意創新，破解了一係列重大技術難題，創造了多個(ge) 世界第一。本期，讓我們(men) 聆聽其中四位科技工作者的真情講述。

　　潛心鑽研十一年 夜以繼日勤攻關(guan)

　　講述人：中鐵第一勘察設計院集團有限公司引漢濟渭工程總設計師 李淩誌

　　引漢濟渭秦嶺輸水隧洞是人類曆史上第一次從(cong) 底部橫穿秦嶺，隧洞深埋屬世界第一，全斷麵硬岩掘進機單機（TBM）連續掘進居世界第一，長大支洞施工難度世界罕見……一係列技術難題擺在眼前。

　　麵對這樣複雜而龐大的工程，我帶領設計團隊一路向前，攻克了一個(ge) 個(ge) 技術難關(guan) 。依托集團公司重點實驗室技術平台和勞模創新工作室平台，我們(men) 成立了中國工程院院士、全國工程勘察設計大師領銜的技術團隊，我先後主持開展了特深埋深層工程地質特性、設計施工關(guan) 鍵技術、硬岩TBM長距離掘進、風險評估及對策和維修養(yang) 護等5大類12項關(guan) 鍵技術研究，並完成了重大技術方案的科學決(jue) 策。現場人員產(chan) 研結合，曆時11年，有效解決(jue) 了4000多次岩爆、600多次突湧水、888米底板隆起和3次TBM卡機脫困等難題。

　　秦嶺地區岩石富存基岩裂隙水，施工中經常遇到突湧水。針對這類頑固性施工難題，我們(men) 科研攻關(guan) 小組搭建了集成多地層特征的隧洞突湧水（泥）數據庫，提出了基於(yu) 雲(yun) 模型的深埋隧洞富水斷層突湧水危險性等級評價(jia) 方法，創新了突湧水（泥）危險性應急預警及處理技術體(ti) 係。

　　秦嶺隧洞地質複雜，埋深大、地應力高。岩爆高風險洞段長達27千米，施工中岩爆頻發。對此，我們(men) 技術團隊提出了秦嶺隧洞岩爆等級綜合判定方法與(yu) 分級標準，創建了基於(yu) 微震監測大數據的人工智能岩爆預測預警技術和岩爆防治成套技術，有效降低了岩爆對人員和設備的危害。

　　秦嶺隧洞超長深埋、山體(ti) 寬厚，埋深大於(yu) 1000米的段落長達31千米，嶺脊段洞線兩(liang) 側(ce) 4千米範圍無輔助坑道條件，致使隧洞施工通風距離超長，風管布置受限、漏風率大、風阻大等問題極為(wei) 突出。對此，我們(men) 采用現場測試、室內(nei) 試驗、數值模擬等方法開展研究，提出了隧洞施工通風12種不同方式、4種不同型式、7種不同介質等影響因素的計算方法和適用條件，構建並應用了多斜井利用自然風的施工通風模式；創立了風管、風道漏風率和摩阻係數的定量分析計算方法，實現了從(cong) 經驗到定量的技術突破；創建了風倉(cang) 結構尺寸與(yu) 通風效率耦合作用的風倉(cang) 精準設計方法。

　　目前，引漢濟渭一期工程已建成通水，隨著二期工程全麵施工和三期工程設計方案加快推進，我深知身上的擔子依然繁重。唯有不懈努力、不斷創新，才能把引漢濟渭工程打造成造福一方的精品工程。

　　馴服“地下長龍” 橫穿巍巍秦嶺

　　講述人：中鐵十八局引漢濟渭項目部經理 宋偉(wei)

　　陝西缺水，全省人均水資源量僅(jin) 占全國平均水平的一半，而71%的水資源分布在陝南地區，要想把陝南的水引入關(guan) 中，秦嶺山脈就成了最大的“攔路虎”。

　　2012年11月，我調入引漢濟渭項目。我們(men) 的任務是從(cong) 秦嶺底部打通一條隧道，將漢江水調入關(guan) 中地區，再通過配水工程輸送到各個(ge) 水廠，滿足西安、鹹陽、渭南、楊淩等21個(ge) 受水對象的生活及工業(ye) 用水需求。

　　秦嶺特長輸水隧洞是人類曆史上首次從(cong) 底部橫穿秦嶺，也是引漢濟渭工程的關(guan) 鍵控製性節點。我們(men) 項目部負責施工的秦嶺隧洞嶺北段，是全線地質最複雜、工程風險最高、施工技術難度最大的“卡脖子”地段。

　　為(wei) 馴服這條“地下長龍”，我們(men) 挑選精兵強將，組建了全斷麵硬岩掘進機單機（TBM）施工專(zhuan) 業(ye) 團隊，配齊各類生產(chan) 資源，強化科技攻關(guan) 。其中，極高地應力下強岩爆是一項突出難題，一旦發生強岩爆，彈射出來的石頭就像子彈一樣，必須頭戴鋼盔、身穿防彈衣才能作業(ye) 。2021年9月，發生了一次超強岩爆，一塊足足有半間臥室大的石塊突然崩落，場麵異常驚險。為(wei) 克服岩爆，我們(men) 采用HSP超前地質預報和微震監測雙重手段，預測岩爆可能發生的位置和強度，及時調整施工計劃，做好風險預案，順利通過了高頻強岩爆和極高地應力段。我參與(yu) 研製的隧洞施工岩爆預警與(yu) 防治技術，獲得了中國岩石力學與(yu) 工程學會(hui) 科學技術進步獎一等獎。

　　施工過程中，還遇到了非含煤地層有害氣體(ti) 逸出、長距離通風、長距離連續掘進、長距離皮帶出渣及斷層破碎帶掘進等多項技術難題，我帶領團隊不懈鑽研、逐一攻克。

　　科技的加持、團隊的智慧，讓這條“地下長龍”越來越“聽話”。建設過程中，我們(men) 使用的秦嶺隧洞嶺北TBM創造了同類工況下TBM硬岩施工單日掘進50.5米、單月掘進868米的最高紀錄，為(wei) 我國掘進機技術的應用和科研積累了寶貴經驗。2022年2月22日，在地下1808米的掌子麵，隨著TBM刀盤緩緩衝(chong) 破最後一道屏障破岩而出，這條全長98.3公裏、最大埋深2012米的特長輸水隧洞實現全線貫通。

　　今年7月16日，在秦嶺山下的黃池溝配水站，漢江水穿越秦嶺山脈，從(cong) 輸水隧洞口緩緩流出，那一刻，無數奮戰在一線的建設者濕了眼眶。接下來，我將牢記初心和使命，帶領團隊繼續逢山開路、遇水架橋。

　　握緊技術創新這把“金剛鑽”

　　講述人：引漢濟渭秦嶺隧洞嶺南TBM項目經理部負責人 王琪

　　2012年2月，我參與(yu) 引漢濟渭工程建設。麵對全斷麵硬岩掘進機單機（TBM）設備的選型、組裝洞室尺寸的確定、斜井方案的優(you) 化、仰拱塊尺寸的確定等繁重工作，每個(ge) 人都深感責任重大。我整日忙著“取經”求教，尋求解決(jue) 方案，整個(ge) 過程充滿艱辛。

　　2015年3月，TBM開始掘進。在近8個(ge) 月時間裏，掘進極為(wei) 艱難，硬岩地段刀具大量磨損、軟硬不均岩層情況下刀具大量異常消耗……一係列地質問題接連不斷。岩石強度接近鋼板不說，最可怕的是施工過程中岩爆頻繁並伴隨著突湧水，加上洞內(nei) 溫度高達40℃，相對濕度超過90%，極易造成人員疲勞和電氣元件損傷(shang) 。

　　麵對頻繁的強烈岩爆，我帶領團隊深入現場，從(cong) 超前預測、治理措施到應急方案，每個(ge) 細節全麵分析，按照不同岩爆等級，製定了不同的作業(ye) 原則，同時引進新材料新工藝，成功實現了岩爆的合理應對。麵對突湧水，我們(men) 在反坡排水方案優(you) 化、新材料注漿堵水研發等方麵取得突破，采取“鑽孔分流+表麵嵌縫+淺層封堵+深層加固”的徑向注漿方法，在TBM後部對滲水、湧水進行封堵，規避了隧洞湧水安全與(yu) 進度風險。我們(men) 全麵改進供排風係統，洞內(nei) 作業(ye) 環境得到很大改善。通過實施一係列組合措施，我帶領團隊相繼攻克了具有“三高兩(liang) 強一長”特點的複雜地質難題，即高圍岩強度、高石英含量、高溫濕、強岩爆、強湧水、長距離獨頭施工，保證了工程安全順利推進。

　　技術創新就是我們(men) 手裏無堅不摧的“金剛鑽”。我常鼓勵團隊進行技術創新，結合現場施工情況，優(you) 化施工組織及技術方案，並多次邀請院士和隧道專(zhuan) 家前來指導，工程的順利貫通，還凝集了國內(nei) 隧道各方專(zhuan) 家的智慧結晶。

　　不久前，引漢濟渭實現一期供水。11年的堅守，終於(yu) 等到了這一曆史時刻。我會(hui) 繼續努力當好“穿針引線”者，在工程一線培養(yang) 更多隧道施工技術人才。

　　數字賦能 讓水流越來越智慧

　　講述人：陝西省引漢濟渭工程建設有限公司信息調度中心主任 王智陽

　　引漢濟渭工程建築物類型多，建設周期長，聯動配合協調難度大，工程綜合難度世界罕見。利用先進信息技術實現科學精準調度，是保證工程安全運行的基本前提，也是工程難點之一。

　　調度運行需要多業(ye) 務協同。我們(men) 在深入分析研究後，決(jue) 定采用“控製專(zhuan) 網、業(ye) 務內(nei) 網、業(ye) 務外網”三張網的網絡結構，兼顧調度安全和方便數據共享，對於(yu) 偏遠位置的遙測站及不便布線的地方，融合使用北鬥衛星通信和無線網絡覆蓋，做到數據傳(chuan) 輸無死角。為(wei) 此，引漢濟渭工程在秦嶺隧洞中敷設了325公裏雙鏈路主備式96芯大對數通信海纜，為(wei) 智能調度平台傳(chuan) 輸海量數據。

　　秦嶺輸水隧洞洞長98.3千米，具有距離長、洞內(nei) 潮濕、地質條件複雜等特點，在超長隧洞中敷設海纜沒有先例可循，我帶領團隊深入隧洞施工現場作業(ye) 麵，結合工程實際研究製定海纜分盤、運輸、施工方案。

　　麵對傳(chuan) 統水利行業(ye) 向信息化、數字化、智慧化的轉變，我們(men) 如何以業(ye) 務需求為(wei) 牽引，打造一套可以立體(ti) 感知、全域覆蓋、多維可視、模擬推演的數字孿生工程？我們(men) 結合引漢濟渭自身調度運行需求，借鑒學習(xi) 國內(nei) 先進水利行業(ye) 調度運行管理模式和信息化建設經驗，曆經四年夜以繼日的不懈奮戰，終於(yu) 搭建起引漢濟渭工程調度運行數字孿生管理平台，實現了工程統一調度、兩(liang) 級管理、三級控製的數字化運行管理新模式。

　　此外，引漢濟渭數字孿生調度運行平台還集成了水情自動測報係統、安全監測自動化係統、視頻監視係統、水質監測係統等，全方位貫通雨情、水情、險情、災情“四情”防禦，落實預報、預警、預演、預案“四預”措施。同時搭載及配置調度模型、水力模擬調控模型，對工程全線調水過程模擬仿真，分析研判過程中流量、流速、水位、水質等關(guan) 鍵參數，為(wei) 精準調度、應急調度的方案編製和指令生成提供決(jue) 策支持。

　　水質安全是引漢濟渭工程的生命線。為(wei) 此，我們(men) 依據國家相關(guan) 標準規範，製定了詳細的水質監測方案，除引漢濟渭水質檢測實驗室定期人工采樣外，還在引漢濟渭三河口水庫、黃金峽水庫和秦嶺隧洞出口建設三處水質自動監測站，層層把關(guan) 。自動監測站就像忠誠的“哨兵”一樣，365天、24小時不間斷在線監測水質變化。我每天早上醒來第一件事就是查看水質監測數據，確保水質達標。

　　工程通水以來，平台運行良好，初步達成建設目標。可以預見，未來在數字技術賦能下，平台將為(wei) 保障工程安全、充分發揮工程效益發揮更大作用。

　　項目團隊：光明日報記者 張勝、陳晨、李潔、張哲浩、王斯敏

　　《光明日報》（2023年09月04日 07版）